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Conexión de Internet de las cosas

Introducción

El Internet de las cosas (IoT) puede ser difícil de entender teniendo en cuenta la cantidad abrumadora de artículos disponibles sobre el tema. Mientras tanto, la rápida proliferación de nuevos dispositivos de IoT continúa tanto en nuestras vidas personales como en prácticamente todos los sectores. El propósito de este documento es sofocar el bombo y facilitar una discusión sobre cómo prepararse y gestionar un despliegue IoT a un nivel fundamental.

Este documento proporcionará algunas prácticas recomendadas que le ayudarán a comprender cómo desplegar, validar y resolver problemas mediante soluciones diseñadas específicamente para ser rápidas y fáciles de usar, de manera que cualquier persona del equipo de TI de cualquier nivel de habilidad pueda llegar a ser competente en estas tareas, permitiendo a las organizaciones hacer más con el personal disponible.

La conducción hacia IoT

La transformación digital está impulsando una rápida proliferación de dispositivos IoT, lo que requerirá conectividad IP y en muchos casos, potencia proporcionada por la red. Las organizaciones se están enfocando más hacia dispositivos conectados IoT en un esfuerzo por reducir los costes operacionales, y actualizar los sistemas de automatización de edificios para lograr ganancias de eficiencia, como en HVAC y la iluminación como solo dos ejemplos. Este movimiento obliga la integración y la cooperación a través de organizaciones y tecnologías de TI y de OT (tecnología operacional). Esto impone mayores demandas a las redes de acceso empresarial y los recursos ya agotados. La imagen de a continuación proporciona un ejemplo en cuanto a la amplitud de los tipos de dispositivos que ahora se pueden conectar a la red.

Un ejemplo que muestra la amplitud de dispositivos conectados IoT. © Cisco Systems, utilizado con permiso.

Otros dispositivos pueden conectarse a través de una PAN (red de área personal) con tecnologías tales como ZigBee inalámbrico, Bluetooth o el nuevo Bluetooth 5 desarrollado con IoT en mente. Estos dispositivos PAN suelen estar conectados a las redes a través de algún tipo de puerta de enlace en campo que está conectada a la red Ethernet. Existen otras tecnologías de conectividad: como las tecnologías celulares 3G, 4G y en el futuro 5G, para conectar dispositivos IoT, pero la mayoría de los dispositivos, actualmente estimados 10 mil millones, están conectados de alguna manera a una conexión Ethernet 802,3 cableado o inalámbrica 802.11. La conexión de dispositivos IoT o máquinas entre sí y otros sistemas de control requiere las habilidades de un ingeniero de redes altamente capacitado. Sin embargo, el uso de las herramientas adecuadas que están diseñadas para usarse por cualquier nivel de habilidad a través de comprobaciones automatizadas y perfiles preconfigurados garantizará un despliegue efectivo, así como asistencia y resolución de problemas continua.

Estrategias para garantizar un despliegue correcto

Es importante comprender los desafíos del despliegue que pueden ocurrir no solo en los silos organizacionales, sino también aquellos que probablemente ocurran cuando los proveedores externos estén involucrados. Como se señaló anteriormente en este documento, algunos tipos de dispositivos que puede desplegar típicamente sería parte del grupo de tecnología operacional (OT o instalaciones), como iluminación, controles de acceso y HVAC. Sin embargo, puesto que estos sistemas ahora se conectarán a la red y probablemente requerirán potencia sobre Ethernet (PoE) para alimentación, facilitando la colaboración entre TI, OT y cualquier proveedor de terceros debe ser un componente principal en su estrategia de despliegue. Usted puede imaginar que entre todos los diferentes grupos involucrados, cada uno solo puede tener una perspectiva de su componente específico, lo que podría significar que haya acusaciones si surgen problemas. Esto puede llegar a ser frustrante, desperdiciador de tiempo y costoso, así que la planificación y las comunicaciones avanzadas son claves para disminuir o para eliminar las acusaciones.

Consideraciones de planificación

Durante la fase de planificación, debe tener en cuenta las necesidades locales y remotas del sitio con respecto a la asistencia de TI, la configuración del dispositivo, los requisitos y rendimiento de comprobación de conectividad de redes, además de la necesidad de documentación. Considere incluir los siguientes componentes en su plan de proyecto:

Identificar los recursos de TI

Reflexione sobre los recursos que tienes disponibles para ayudar con el despliegue, así como la asistencia continua. A medida que piensa acerca de estos recursos, considere cómo permitir que más personas puedan ayudar a descargar las tareas de despliegue y resolución de problemas de técnicos más altos o ingeniería de redes. Los ingenieros de redes principales suelen sentirse frustrados por el volumen de escalaciones que los distraen de importantes proyectos de TI. A través del uso del conjunto de herramientas adecuado, varias organizaciones están encontrando éxito en permitir que los técnicos de nivel más bajo encuentren más problemas por su cuenta o les proporcionen la capacidad de escalar más eficazmente con visibilidad procesable. Esto alivia la carga de trabajo de la ingeniería de redes, mejora la colaboración y permite que los equipos sean más eficientes con los mismos recursos de personal.

Requisitos de conectividad de redes

Cada despliegue y entorno de red tendrá su propio conjunto de requisitos de conectividad de red únicos. Pasar tiempo al frente para identificar cuáles son estos parámetros ahorrará tiempo y frustración más adelante al tener un requisito de conectividad de red estandarizado y acordado. Como parte de la definición de este requisito, debe establecer un plan para la forma en que se validará y quién realizará la validación. Usted querrá encontrar una manera de ejecutar el conjunto requerido de comprobaciones de una manera automatizada y consistente que permita a un equipo más amplio ayudar a difundir la carga de trabajo a través de más personas, independientemente de su nivel de habilidad. Un ejemplo de parámetros de validación incluiría:

  • Nivel requerido del voltaje del PoE en la toma de conexión
  • Velocidad/dúplex
  • Detalle del switch, tal ranura conocida/puerto/VLAN
  • Dirección/puerto de la conectividad a Internet

Necesidades de documentación

La documentación de la trayectoria de la conexión entre la toma y la ranura del switch/el puerto/la VLAN así como otros parámetros, tales como información sobre los dispositivos conectados se desea, pero no siempre es fácil de obtener y de mantener. La documentación también es esencial para cuando surjan problemas en el futuro. Crear una referencia de lo que las cosas parecían cuando todo estaba funcionando y conectado correctamente ahorra tiempo significativo al resolver problemas. Defina qué información sería útil para su organización para tener junto con cómo se debe organizar, sea por sitio, piso u otro. También, identifique quién necesitará el acceso a esta información durante la entrada inicial de la información así como más adelante cuando sería útil en la resolución de problemas.

Evitar acusaciones

Puede haber varios departamentos y contratistas externos involucrados con la instalación y mantenimiento continuo de dispositivos y sistemas IoT. Por lo tanto, es imperativo que todos los involucrados se reúnan bajo un mismo proyecto para evaluar, identificar y acordar los requisitos de conectividad para el despliegue, así como el acceso a los recursos de configuración de dispositivos ya sea localmente, en la nube o en Android basado en la aplicación1. Esto garantiza que todas las partes entiendan los requisitos para el despliegue y qué rendimiento se espera del dispositivo para el mantenimiento y la resolución de problemas en curso. Una vez que se hayan completado los requisitos de red y servicios, se debe especificar un conjunto de comprobaciones de conectividad de redes y requisitos de generación de informes para validar la instalación, junto con una estrategia de asistencia y propiedad en curso.

Servicios de redes calificados

Cuando las organizaciones despliegan o resuelven los problemas de dispositivos IoT, el componente más fundamental es la capacidad de garantizar que los servicios de red requeridos para admitir el dispositivo conectado estén configurados y funcionando correctamente. Los servicios de red incluirían velocidad de enlace/duplex, PoE, configuración de switch, asignación de direcciones IP, conectividad de DNS y puerta de enlace y conectividad a los recursos requeridos.

Al tener un método automatizado para realizar cada comprobación de la misma manera cada vez, las organizaciones no solo pueden garantizar un proceso de comprobación consistente y repetible, pero si se produce un problema, la comprobación automatizada proporcionará una indicación del dominio del problema. Cuando se necesita una escalación a la ingeniería de redes, el problema de evaluación de errores puede comenzar más rápido con la visibilidad procesable en el dominio problemático. Ayuda saber qué comprobaciones ya fueron ejecutadas por el técnico para no desperdiciar tiempo realizando las mismas comprobaciones, así que la resolución de problemas más avanzada puede comenzar justo en el centro del problema.

Configuración de dispositivos IoT

Durante el despliegue y asistencia continua, debe tener un entendimiento de cómo se configuran y gestionan sus dispositivos, incluso si un tercero realizará la instalación inicial. Hoy en día, la mayoría de los proveedores de dispositivos tienen una aplicación Android basada en la aplicación 1 o en la nube para facilitar la configuración del dispositivo. Usted debe familiarizarse con lo que está disponible para los dispositivos que se están desplegando y por quién, y cómo se obtendrá acceso a esas aplicaciones durante el despliegue, así como asistencia continua y resolución de problemas. Esto le ayudará a identificar ambas responsabilidades de recursos en las distintas fases del proyecto, y qué herramientas y métodos de conectividad son necesarios.

La herramienta ideal para el trabajo

Al identificar los parámetros de comprobación necesarios para validar el despliegue del dispositivo IoT, es importante considerar el equipo de comprobación que será capaz de satisfacer sus necesidades. El factor más importante es garantizar un conjunto consistente y repetible de comprobaciones (es decir, un AutoTest), que garantice que todos los técnicos puedan iniciar las mismas comprobaciones con los mismos límites de comprobación durante todo el proyecto de despliegue. Esto, junto con la capacidad de obtener registros de comprobación de forma automatizada a una base de datos central de resultados de medición, proporcionará no solo una plataforma para la colaboración y para generar informes, sino también para crear una referencia de la conectividad correcta, útil para la resolución de problemas en el futuro. Esta visión central de los resultados podría identificar un componente común o un error de servicio muy rápidamente, evitando así un retraso importante del proyecto o un gasto mayor. Esto también facilita la asistencia continua después de que los dispositivos hayan sido instalados y comisionados. Esto podría ser asistencia local o remota permitiendo a los ingenieros más experimentados colaborar y ayudar a resolver los problemas más rápidamente utilizando la visibilidad remota del comprobador a través del servicio en la nube o el control en tiempo real sobre la red.

Considere los diferentes requisitos de la herramienta basándose en el nivel de habilidad del usuario, los requisitos variables por sitio y, por supuesto, el presupuesto para encontrar la mezcla de soluciones adecuada para su organización. Tener la solución correcta también puede resultar útil si surgen acusaciones, al ser capaz de identificar si un problema dado proviene de la red o del propio dispositivo.

Despliegue de dispositivos IoT Ethernet por cable 802,3

Al instalar o comisionar dispositivos Ethernet con cable 802,3, debe validar los servicios de red mediante comprobación de los requisitos de conectividad que identificó durante la fase de planificación. La forma más eficaz de hacerlo es mediante la creación de un “perfil” de AutoTest que puede ejecutarse por cualquier persona en el equipo de despliegue. El uso de un perfil de comprobación predefinido proporciona una metodología de comprobación consistente y estandarizada.

La prueba AutoTest debe realizar las siguientes comprobaciones:

  • Primero verifique la PoE bajo carga en la conexión donde el dispositivo IoT se conectará para garantizar que se proporcione suficiente energía por el switch para garantizar la función apropiada. La comprobación bajo carga es importante especialmente en entornos en los que se desplegarán dispositivos como la iluminación digital que requieren mayores niveles de potencia. Incluso si el cableado ha pasado una comprobación de certificación, no significa que el sistema completo está proporcionando el nivel necesario de energía. La comprobación cargada significa que usted puede ver los niveles de energía “solicitados contra recibidos” desde el punto en el cual el dispositivo se conectará a la red. También es importante poder ver qué pares PoE está ejecutando para garantizar la configuración apropiada. La herramienta que está utilizando debe ser capaz de admitir una comprobación cargada hasta la potencia más alta que un dispositivo determinado puede requerir para ejecutarse.

Figura 1: Resultados de AutoTest de LinkRunner G2 de una sola página.

Figura 2: Resultado de comprobación detallado de LinkRunner G2 para PoE. El usuario puede obtener más detalles por cada comprobación.

  • Después, velocidad de enlace y duplex. Cuando los dispositivos Ethernet intentan conectarse entre sí, se realiza una negociación para establecer la velocidad máxima y el duplex en el que pueden comunicarse antes de establecer el enlace. Las conexiones de baja velocidad y/o de medio duplex deben evitarse para las aplicaciones con alto ancho de banda.
  • El siguiente paso a verificar es el direccionamiento de IPv4, esto puede ser proporcionado por el Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) o por direccionamiento estático, lo cual es más probable si el dispositivo se conectará permanentemente a la red. Durante el proceso DHCP, o si la IP del dispositivo está estáticamente establecida, se necesitará identificar las direcciones de servidor DNS (sistema de nombres de dominio) y verificar el tiempo de respuesta del servidor DNS. La herramienta preferiblemente también debería contar con garantía de futuro al estar preparada para verificar direccionamiento IPv6.

Tener un AutoTest estandarizado garantiza que las mismas comprobaciones sean realizadas por múltiples herramientas y técnicos. Esto proporciona comprobaciones consistentes durante todo el proyecto, y rápidamente muestra cualquier anomalía entre las comprobaciones.

Otra función útil es la capacidad de validar el cable físico e identificar la distancia a la falla, ya sea un par abierto, corto o dividido. También es útil identificar los pares invertidos y cruzados rápidamente.

Figura 3: Resultado de comprobación del cable LinkRunner G2.

Despliegue de dispositivos IoT LAN inalámbricos 802.11

Al igual que con los dispositivos Ethernet cableados, los dispositivos LAN inalámbricos 802.11 también tendrán que verificarse durante las etapas de instalación, validación y mantenimiento en curso de su ciclo de vida.

En primer lugar, los dispositivos inalámbricos IoT deben programarse con las credenciales específicas para conectarse al área correcta o apropiada de la red, usualmente a través de un SSID específico (identificación de conjunto de servicio o nombre de red). Las conexiones pueden monitorearse/verificarse por un dispositivo de comprobación para garantizar que el dispositivo esté conectado al punto de acceso derecho (AP) y SSID.

Figura 4: Comprobación de detalles del punto de acceso G2.

Figura 5: Comprobación de utilización del canal G2.

La siguiente capacidad para ser verificado es la itinerancia, donde es posible que tenga que comprobar si un dispositivo puede moverse por el edificio mediante la re-asociación sin problemas al siguiente AP más cercano. Una pérdida de conectividad puede hacer que el dispositivo se desconecte de una aplicación o que se desconecte de la llamada si se trata de una conexión de voz sobre protocolo de Internet (VoIP).

Si un dispositivo inalámbrico IoT se desconecta intermitentemente, no puede conectar, o experimenta una conexión lenta, puede ser que el canal inalámbrico o los canales enlazados estén siendo interferidos por un dispositivo no inalámbrico como un microondas o una cámara de vigilancia analógica. Esto se puede identificar usando un analizador de espectro o una herramienta que puede diferenciar entre señales de radiofrecuencia (RF) inalámbricas y no inalámbricas por canal.

Figura 6: Descripción general del interferente de la conexión Wi-Fi G2.

Figura 7: Comprobación iPerf de AirCheck G2.

Si hay un gran número de dispositivos IoT conectados a la red, puede haber una falta de capacidad o rendimiento disponible en la red. Esto se puede verificar utilizando una herramienta de comprobación con algún tipo de verificación del rendimiento de throughput a través de la conexión inalámbrica de vuelta a través de la red a una conexión Ethernet cableada

Además, tener la capacidad de ver y controlar un comprobador remotamente, así como un repositorio central de resultados accesibles por varias personas, puede reducir el tiempo de resolución de problemas facilitando la colaboración con los ingenieros remotos.

Conclusión

La proliferación de dispositivos IoT conectados en el entorno de redes actual es un reto para las organizaciones para hacer más con el mismo personal. También crea el potencial para una mayor complejidad de la gestión de proyectos en los silos organizacionales y los proveedores externos. Por lo tanto, a medida que se encargue de la gestión y la asistencia del despliegue de más y más dispositivos conectados a la red, piense en cómo puede ampliar su capacidad para gestionar el proyecto mediante la habilitación de más recursos, la colaboración entre los equipos y garantizar de que tiene la visibilidad que necesita para controlar las acusaciones cuando surgen.

Las organizaciones que despliegan estas herramientas y permiten a los técnicos en campo desempeñar un papel más importante durante el despliegue y la resolución de problemas posteriores al despliegue encuentran una mejor colaboración con la realización de ingeniería más rápida del ROI del proyecto. Además, estas herramientas proporcionan un medio para calmar las acusaciones a través de los miembros del equipo o vendedores externos si un problema surge.

Puede obtener más información sobre las soluciones de comprobación creadas a propósito en:
https://enterprise.netscout.com/industries/handheld-network-test-solutions

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